通过化学法降解木质素生成芳香类化合物是木质素高值化利用过程中最直接和最经济环保的方法。作为植物合成木质素的逆反应,还原法降解木质素因其产物得率较高、选择性较好,成为木质素催化降解生成酚类化合物最有效的方法,也是目前研究最广泛的木质素降解方法。该反应过程主要以后过渡金属作为催化剂,如Ru/C、Pd/C等。对木质素催化氢解机理的研究,不仅有利于对反应过程进行深入理解从而可以调控产物得率及选择性,而且还可以为新催化体系的开发提供理论基础。但是,由于木质素是多种结构单元经多种连接结构以随机方式连接而成,结构异常复杂,为木质降解机理研究带来很大困难。本文以二聚体和多聚体在内的多种木质素模型物及其同位素标记的衍生物为研究对象,通过对降解产物定性和定量分析,研究不同后过渡金属催化木质素氢解机理路线。以木质素模型化合物为研究对象对Ru/C催化木质素氢解机理进行研究发现,“烯醇醚”路径、C_α羰基化合物路径、自由基路径以及C_β-O和C_γ-O连续断键路径均不适用于Ru/C催化木质素氢解过程并提出了木质素β-O-4结构中C_α-O和C_β-O键协同断裂的反应机制。合成烯醇醚化合物并以其为底物进行催化降解,证明该化合物不是Ru/C催化氢解木质素过程的中间产物。溶剂Me OH作为氢源为木质素降解过程中C_β-O键的断裂提供还原剂。在Ru/C催化木质素氢解体系中加入碱可以有效调控丙基取代产物和乙基取代产物的选择性,而且该催化体系可以应用于天然木质素降解产物的选择性调控。该反应起始于酚型木质素和碱反应生成甲基醌类化合物,同时碱还可以促进C_γ-OH的去质子化和C_β-H键的断裂,从而促使木质素降解生成乙基取代产物。证明烯醚和烯醇醚结构化合物不是碱参与的木质素催化降解过程的中间体,降解体系中的Ru/C可以有效抑制该类产物的生成。该催化体系应用于真实木质的降解,可以使乙基取代产物的单体选择性达到44%。开发了合成氘标记的多聚体模型化合物的方法,并将该模型物应用于木质素催化降解机理研究,从而将低聚木质素模型物和天然木质素的降解研究相结合。实验结果证明在Ru/C、Pd/C和Pd/Zn/C催化体系中C_α-H、C_β-H和C_γ-H均不参与木质素降解反应,三种降解体系都是通过C_β-O和C_α-O键的协同断裂实现木质素的降解。Pd/C催化二聚体模型物降解会通过副反应生成C_α位亚甲基的二聚物,该产物具有很高的稳定性,无法在当前体系中继续降解。木质素中的O原子与金属催化剂间的相互作用有利于木质素的催化氢解,通过添加路易斯酸活性中心可以有效增强Pd/C与木质素的相互作用力从而促进木质素的降解。